文档介绍：中国建筑科学研究院
博士学位论文
带转换层型钢混凝土框架—核心筒混合结构试验与设计研究
姓名:薛彦涛
申请学位级别:博士
专业:结构工程
指导教师:徐培福
20070401
摘要用杆系有限单元法,规程对计算中的一些计算参数的取值方法进行了详细的规定。按规范设混合结构是我国高层建筑中首选结构体系之一,年底中国已建成的及以上的高层建筑中,%,=窈蟾卟慵俺卟憬峁沟氖籽〗峁固逑担我国设计规范中有关混合结构的设计方法和抗震措施主要根据试验结果、震害及工程经验制定,由于混合结构的震害案例较少,试验研究尤其重要。国内外混合结构研究包括构件和节点的拟静力试验及振动台试验。国内结合实际工程进行了一些整体结构小比例模型振动台试验和拟静力试验,,还存在地震作用下的破坏模式,结构楼层剪力分配、按标准设计的混合结构的性能、混合结构中的转换层设计、薄弱层弹塑性位移角限值等问题。为此,,进行较大比例模型的拟静力试验研究。。,‘高规》进行了较为详细的规定,制定了混合结构规则性,适用高度、高宽比、抗震等级等结构设计的整体要求,明确了框架一核心筒结构混合结构构件的设计方法。混合结构计算采计要求,本文进行了一个层的框架一核心筒混合结构的设计。框架采用型钢混凝土柱和钢粱,核心筒采用内置型钢的混凝土剪力墙,要求达到地震设防烈度纫G螅以上述层框架一核心筒混合结构为原型结构。进行一个目蚣芤缓诵耐不旌辖峁模型拟静力试验。模型材料与原型结构基本相同,:原型结构型钢在模型中用等强度的薄钢板焊接制成;,⌒≌鹣陆峁共问剪力的分布形态。‘试验表明:框架一核心筒混合结构最终破坏模式为倾覆破坏,混凝土核心筒根部拉开,框架柱拉断。结构在侧向加载过程中出现裂缝的种类十分丰富。平行加载方向的混凝土核心筒墙肢出现剪弯斜裂缝,并逐渐延伸至受压墙肢,垂直加载方向的墙肢出现受拉水平裂缝;筒体剪力墙连粱出现弯曲裂缝及剪切斜裂缝;型钢混凝土转换梁支座和梁跨中出现弯曲裂缝,支座处有少量斜裂缝出现。下部楼层框架柱柱身出现数道受拉水平裂缝,上部楼层框架柱则出现柱端弯曲裂缝;平行加载方向的框架节点处出现交叉斜裂缝。框架一核心筒混合结构模型表现出良好的抗震承载力。试验中,小震和中震下模型结构基本处于弹性状态,试验最人基底剪力大于罕遇地震下结构弹性基底剪力。。弊矗⒉槐ヂ砻鹘峁怪突睾哪苣芰Σ⒉磺浚翟蚰P妥枘岜初始值为ィ苹凳蔽ァJ匝榈玫降淖畲笙畹阄灰平俏/;层问位移角最大⑸悖淙晃灰平墙洗螅庑┎愕慕峁菇龀鱿智嵛⒘逊欤旱撞縧、的破坏严重,/,阕畲笪灰平俏/。结构底部各层的破坏用层间弹塑性位移角限值较合理,,采用峁狗治鋈砑允匝槟P的原型结构进行静力弹塑性分析。框架梁,。水平加载分布与试验相同,采用层剪力分布形态。:相应各阶段的结构变形基本一致;小震、中震、大震和最后破坏时的塑性铰分布也与试验结果大致相同。静力弹塑性分析中阻尼的计算方法十分重要,本文根据理想弹塑性滞回曲线计算混合结
构进入弹塑性后的附加阻尼方法,并与试验实测滞回曲线计算得到的附加阻尼进行了对比,得出混合结构的附加阻尼比可采用理想弹塑性滞回曲线计算,附加阻尼修正系数应取。根据模拟屈服的双线性方法计算混合结构的延性系数时,取初始刚度与结构骨架线的初始刚度相等,,混合结构的延性并不好,因此单靠结构延性未必能达到大震不倒的目标,而基于性能的抗震设计方法是解决这一问题的较好方法。根据。超限审查”的实践经验,高层混合结构可按中震不屈服或中震弹性的性能水准进行抗震设计,本文从地震作用计算的基本原理出发,用大震下结构弹性地震作用除以混合结构延性系数作为结构承载力设计时的地震作用,“大震”不倒的目标。地震作用放大后,结构抗震承载力提高,内力不必再调整,但为了保证结构具有更好的延性,可保留规范中构件构